談城市雨水徑流量控制方法

付 雁 軍

(大同市規(guī)劃設(shè)計院，山西 大同 037003)

談城市雨水徑流量控制方法

付 雁 軍

(大同市規(guī)劃設(shè)計院，山西 大同 037003)

結(jié)合大同市的實際情況，對控制雨水徑流量采取的設(shè)置下凹式綠地、透水鋪裝、屋頂綠化、雨水花壇、植草溝、植被緩沖帶和雨水調(diào)蓄池等低影響開發(fā)措施進行了研究，達到了雨水資源化利用和緩解城市雨水管網(wǎng)壓力的目的。

雨水徑流量，低影響開發(fā)，海綿城市

0 引言

近些年來，受全球氣候變化的影響，暴雨等極端天氣對社會管理、城市運行和人民群眾生產(chǎn)生活造成了極大的影響，加之部分城市排水防澇設(shè)施建設(shè)相對滯后、雨水調(diào)蓄設(shè)施不足，出現(xiàn)了較為嚴重的暴雨內(nèi)澇危害，這樣就對城市的雨水管網(wǎng)建設(shè)提出了更高標準的建設(shè)要求。規(guī)劃通過源頭的雨水徑流量控制可以有效地緩解城市雨水管網(wǎng)的壓力，從而降低城市內(nèi)澇發(fā)生的風險。目前雨水徑流量的控制可采用低影響開發(fā)(LID)措施來實現(xiàn)，其控制方法主要有以下幾種。

1 下凹式綠地

下凹式綠地是指道路兩側(cè)的綠化帶、公園綠地、小區(qū)綠地等等高程低于硬化路面，呈“下凹式”構(gòu)造。下凹式綠地的豎向設(shè)計格局中，硬化路面處于最高位置，下凹式綠地處于最低位置，綠地排水系統(tǒng)位于綠地中，高于綠地，但是低于硬化路面。集雨路徑為雨水徑流經(jīng)硬化路面進入綠地或直接到達綠地，經(jīng)滲透、截流、集雨至一定高度時，超量的雨水經(jīng)排水口進入排水系統(tǒng)(如圖1所示)。

大同市綠地建設(shè)時可根據(jù)土壤滲透能力，當土壤滲透系數(shù)處于10-6m/s～10-3m/s數(shù)量級時，土壤滲透性較好，可以使用下凹式綠地措施。對土壤入滲能力較差的區(qū)域，亦可采取下排水系統(tǒng)或改良土壤性能及土層結(jié)構(gòu)等措施。對于內(nèi)澇風險高、缺乏調(diào)蓄水體的區(qū)域，可對現(xiàn)有綠地進行下凹式改造，緩解雨水管網(wǎng)排水的壓力。

2 透水鋪裝

透水鋪裝是針對傳統(tǒng)路面透水性較差的缺陷，改良路面及路基結(jié)構(gòu)，促使雨水進入路面，滲入路基或土壤中，起到削減徑流總量、洪峰流量和污染負荷的效果。透水性鋪裝主要由面層和基層構(gòu)成。面層可由多孔瀝青或混凝土、透水磚或孔型磚、卵石或碎石等構(gòu)成；基層由不同級配的砂、礫石、碎石等構(gòu)成，深度通常不超過200 mm(見圖2)。

透水鋪裝的特殊結(jié)構(gòu)和鋪裝方式，能夠從多方面來改善城市生態(tài)環(huán)境，具有削減雨水徑流、控制徑流污染，提高雨水入滲量、補充地下水等等顯著優(yōu)點，被眾多城市廣泛采用。透水性鋪裝設(shè)計可以滲透降落至其表面的雨量，亦可吸收經(jīng)植被過濾的各地徑流。

3 屋頂綠化

屋頂綠化是指在建筑屋頂種植樹木花卉等植被，主要是由植被層、介質(zhì)層、蓄排水層、阻根層和保溫層五部分構(gòu)成。屋頂綠化對雨水具有良好的蓄水以及滲濾功能，達到減少徑流水量、改善徑流水質(zhì)，但同時也增加了屋面的荷載、增大了滲漏風險(如圖3所示)。

屋頂綠化不宜用于坡屋面、老舊屋面、輕質(zhì)高層屋面等，對新建工業(yè)廠房、大型公建等大屋面建筑，實施效果明顯，應(yīng)積極采用屋頂綠化；對于已建大屋面建筑，在結(jié)構(gòu)、排水等允許的條件下，逐步開展屋頂綠化改造。對于住宅建筑，屋頂面積相對較小，但總量龐大，應(yīng)進一步加強示范技術(shù)研究，積極推廣，提升城市綠化率，改善城市環(huán)境。

4 雨水花壇

雨水花壇是指設(shè)置在建筑物、道路等周邊的植物綠化欄，有入滲型和過流型兩種，其區(qū)別在于過流型雨水花壇具有混凝土底座，雨水無法入滲至下層土壤。雨水花壇的設(shè)計原理是雨水以管道或片流通過植物入滲設(shè)施，部分雨水被植物根系吸收，雨水中的污染物經(jīng)土壤過濾而削減。為防止對建筑基礎(chǔ)產(chǎn)生不良影響，入滲型雨水花壇不宜建設(shè)于建筑物周邊或高密度建筑區(qū)域，適用于停車場、露天廣場、人行道周邊等區(qū)域，既能充分利用空間，又能美化環(huán)境。過流型花壇可設(shè)置于建筑周邊以及高密度建筑區(qū)域，對土壤含水率較高的區(qū)域，不宜采用雨水入滲設(shè)施，可建設(shè)過流型花壇(見圖4)。

雨水花壇由于具有占地面積小、應(yīng)用空間廣等特征而被廣泛使用。為避免建筑基礎(chǔ)受到不良影響，在建筑周圍或高密度建筑區(qū)域推薦采用過流型雨水花壇；對于停車場、廣場、人行道周邊等開敞空間推薦采用入滲型雨水花壇，可通過選擇不同粒徑的土壤顆粒來增強雨水的入滲能力。

5 植草溝

植草溝是指種植植被的景觀性地表溝渠排水系統(tǒng)。地表徑流以較低流速經(jīng)植草溝滯留、植物過濾和滲透，可有效去除雨水徑流中的多數(shù)懸浮顆粒污染物和部分溶解態(tài)污染物。植草溝可用于源頭、污染物傳輸途徑和就地處理系統(tǒng)(見圖5)。

按地表徑流在植草溝中的傳輸方式，可分為標準傳輸植草溝、干植草溝和濕植草溝等三種。標準傳輸植草溝可用于道路兩側(cè)，同時也可用于徑流量較小、人口較少的居住區(qū)、工業(yè)區(qū)和商業(yè)區(qū)；干植草溝須定期割草，才能有效保持植草溝干燥，保證土壤下滲能力，適用于居住區(qū)周邊；濕植草溝可用于公路、廣場周邊，蓄滲路面和廣場雨水，而由于其土壤層在較長時間內(nèi)保持潮濕狀態(tài)，易產(chǎn)生異味或蚊蠅，不適用于居住區(qū)周邊。由于植草溝邊坡較小、占地面積較大，一般不適用于城市密集區(qū)。干植草溝對土壤下滲要求較高，但對于小區(qū)雜填土等可以采用。

6 植被緩沖帶

植被緩沖帶是指河岸兩邊向岸坡爬升的植被組成的緩沖區(qū)域，其功能是防止由坡地徑流所帶來的污染物進入河溪系統(tǒng)。植物緩沖帶是控制非點源污染，保持水土和提高生物多樣性最有效的策略之一。設(shè)計河岸植被緩沖帶時應(yīng)充分考慮到緩沖帶位置、植物種類、結(jié)構(gòu)和布局及寬度等因素，以充分發(fā)揮其功能。通常緩沖區(qū)呈帶狀沿水體分布，其具體形狀根據(jù)地形、地表和地下徑流的運移途徑而定(見圖6)。

植被緩沖帶能避免非點源污染源與河流、湖泊之間的直接連接。功能主要有：過濾、滲透、吸收、滯留、凈化徑流雨水；穩(wěn)固河岸；形成良好的微生態(tài)系統(tǒng)，為生物多樣性提高保護。在新建小區(qū)

中，一般規(guī)劃有一定面積的景觀水體，小區(qū)內(nèi)景觀用水一般不得采用市政供水和自備地下水井供水?？梢栽诰坝^水體周邊設(shè)置植被緩沖帶，過濾徑流雨水，補充景觀水體，既改善水體周邊環(huán)境，又節(jié)約補水成本。大同市在御河兩岸控制線外側(cè)構(gòu)建了生態(tài)緩沖隔離帶，可考慮進一步利用防護帶內(nèi)的植物或者植物與土木工程相結(jié)合，有效過濾、凈化路面雨水，改善河道水環(huán)境，減輕道路雨水管網(wǎng)壓力。

7 雨水調(diào)蓄池

針對大同市部分市政管網(wǎng)不能滿足新標準下排水能力的要求，并且道路排水改造存在困難時，可以在關(guān)鍵約束節(jié)點處建設(shè)雨水調(diào)蓄池，削峰調(diào)洪，緩解管網(wǎng)壓力。調(diào)蓄池內(nèi)蓄水可以收集利用，也可以當降雨峰值過后，管網(wǎng)負荷降低，調(diào)蓄池雨水回流至市政管網(wǎng)。

對城市新開發(fā)地塊、新小區(qū)和老舊小區(qū)整治等配套工程，建設(shè)時應(yīng)設(shè)置小型多功能雨水存儲池，可實現(xiàn)初期雨水的收集儲存、超標暴雨的源頭調(diào)蓄、雨水就地利用等綜合目標，效益顯著。對管網(wǎng)末端入河口處增加雨水調(diào)蓄池，可削減降雨徑流污染，降低入河污染負荷。

8 結(jié)語

理想狀態(tài)下，徑流總量控制目標應(yīng)以開發(fā)建設(shè)后徑流排放量接近開發(fā)建設(shè)前自然地貌時的徑流排放量為標準。自然地貌往往按照綠地考慮，一般情況下，綠地的年徑流總量外排率為15%～20%(相當于年雨量徑流系數(shù)α=0.15～0.20)，因此，借鑒發(fā)達國家實踐經(jīng)驗，年徑流總量控制率最佳為80%～85%。這一目標主要通過控制頻率較高的中、小降雨事件來實現(xiàn)。參照《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南——低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)構(gòu)建(試行)》，大同市屬于Ⅰ區(qū)，年徑流總量控制率為85%≤α≤90%。

規(guī)劃依據(jù)《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南》《室外排水設(shè)計規(guī)范》和《大同市城市總體規(guī)劃》等，按用地分類及雨水控制利用的特點，進行分區(qū)雨水徑流量控制。通過采用低影響開發(fā)(LID)措施，減小雨水的徑流量，達到了就近補充地下水，減少雨水的外排量，從而達到雨水資源化利用、緩解城市雨水管網(wǎng)壓力和降低城市內(nèi)澇發(fā)生風險的目的。

[1] 李俊奇，車 伍.城市雨水問題與可持續(xù)發(fā)展對策[J].城市環(huán)境與生態(tài)，2005(8)：7-10.

[2] 李俊奇，車 伍.城市雨水利用技術(shù)與管理[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2006.

[3] 劉 燕.植草溝在城市雨水利用系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].中國給水排水，2006(10)：9-11.

[4] 羅紅梅.雨水花園在雨洪控制中的應(yīng)用[J].中國給水排水，2008(5)：59-60.

Analysis of urban rainwater runoff control

Fu Yanjun

(DatongPlanningDesignInstitute,Datong037003,China)

Combining with the actual situation of Datong, this paper researched the used setting recessed green space, permeable pavement, roof greening, rain flower bed, grassed swales, vegetation buffer zone and other low influence development measures to control the rainwater runoff, achieved the purposes of rainwater utilization and reduce the urban rainwater pipe network pressure.

rainwater runoff, low influence development, sponge city

1009-6825(2015)30-0118-02

2015-08-02

付雁軍(1975- )，男，工程師

TU991.114

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